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Medikamente auf Datenbasis

22. August 2019 Datenbank getesteter Wirkstoffe gegen Mukoviszidose

Grundlegende Impulse für die Entwicklung von Medikamenten kommen häufig aus der Grundlagen- und medizinischen Wirkstoffforschung – so im Fall von seltenen Erkrankungen wie Mukoviszidose –, bei denen die Entwicklung von Therapeutika wenig Rendite verspricht. Auch hier sind kuratierte und öffentlich zugängliche Datenbanken mit Substanzen, die als Wirkstoff zur Behandlung der Krankheit getestet wurden, essenziell. Das Projekt „CandActCFTR“, das 2019 in seine zweite Förderperiode
ging, setzt dort an.

Das Diagramm aus CandActCFTR zeigt die ausgewerteten Publikationen mit der Anzahl an getesteten Substanzen und visuellen Verbindungen zu Veröffentlichungen, in denen dieselben Stoffe getestet wurden. Die im Projekt entstandene Softwareplattform ist a

Mukoviszidose, auch als Zystische Fibrose bekannt, ist eine genetisch bedingte Fehlfunktion von Schleimhautzellen in Lunge und Darm. Die Ausprägungen der Erkrankung sind vielfältig, und die wenigen verfügbaren Medikamente wirken nicht bei allen Patientinnen und Patienten. Ihr liegen Störungen in der Funktion oder auch im Entstehungs- und Transportweg eines Ionenkanals namens CTFR zugrunde. „Die Erkrankung bietet verschiedene Ansatzstellen für die Interaktion mit potenziellen Wirkstoffen auf dem Weg vom Gen zum fertigen Kanalprotein“, erklärt Antragstellerin Frauke Stanke, Biochemikerin an der Medizinischen Hochschule Hannover. „Die Krankheit ist ein guter Anwendungsfall für Lebenswissenschaften die Entwicklung von systemmedizinischen Werkzeugen und Modellen.“

In Deutschland und Europa suchen derzeit zahlreiche Forschungsteams nach zusätzlichen Wirkstoffen zur Behandlung von Mukoviszidose. „Auf den einschlägigen Konferenzen wurde der Ruf immer deutlicher nach einer Übersicht über die bisher getesteten Stoffe“, berichtet Stanke. Gemeinsam mit dem Bio- und Chemieinformatiker Manuel Nietert der Universitätsmedizin Göttingen entwickelte sie CandActCFTR.

Kernstück der Nutzeroberfläche ist eine grafisch aufbereitete Darstellung eines multidimensionalen Raumes, in dem die Moleküle nach ihrer strukturellen Ähnlichkeit angeordnet sind. Die Sammlung ist auf Basis der veröffentlichten Informationen zu den Substanzen unter verschiedenen Aspekten sortiert. So können Nutzer in der Darstellung beispielsweise den Grad der chemischen  Verwandtschaft mit den bisher zugelassenen Therapeutika ablesen. „Die chemische Struktur eines potenziellen Wirkstoffs ist in unserer Datenbank zudem mit biologischen Informationen darüber versehen, wo und wie er in den Lebenszyklus des Proteins eingreift“, erläutert Nietert.

Die Softwareinfrastruktur von CandActCFTR basiert auf Open-Source-Tools. „Wir planen, den bestehenden Zugang zu einem Portal für CFTRForscher auszubauen, über das sie Zugriff auf weiterführende Informationen wie beispielsweise relevante Zielstrukturanalysen haben“, sagt der Bioinformatiker. „Und perspektivisch lässt sich unsere Software auch für andere Anwendungen, beispielsweise in der Krebsforschung, nutzen.“ In Zusammenarbeit mit dem Bonner Mukoviszidose Institut bauen Stanke und Nietert ein Netzwerk von Forschenden und Interessenvertretern auf, um ihr Tool bestmöglich zum Nutzen der Patienten einzusetzen. Die Forschenden hoffen zudem, mit CandActCFTR Anreize für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu schaffen, ihre unveröffentlichten Ergebnisse in die Datenbank einzuspeisen.

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